隨著世界制造業(yè)向中國(guó)轉(zhuǎn)移和國(guó)內(nèi)物流業(yè)的高速發(fā)展，中國(guó)叉車市場(chǎng)增長(zhǎng)潛力巨大，同時(shí)，為了與世界接軌，叉車行業(yè)的技術(shù)水平正在不斷得到提高，由此會(huì)帶動(dòng)我國(guó)電動(dòng)叉車市場(chǎng)需求的迅速上升。我國(guó)電動(dòng)叉車生產(chǎn)起步較晚，現(xiàn)有的叉車企業(yè)還無(wú)法滿足國(guó)內(nèi)市場(chǎng)對(duì)高端電動(dòng)叉車的大量需求，因此，我國(guó)叉車企業(yè)要想在未來(lái)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中取得優(yōu)勢(shì)，應(yīng)當(dāng)通過(guò)采用世界領(lǐng)先技術(shù)提高產(chǎn)品品質(zhì)，以一流的產(chǎn)品贏得更多的客戶。
交流驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)是目前叉車行業(yè)的革命性技術(shù)。全球叉車巨頭競(jìng)相推出了性能更佳的交流驅(qū)動(dòng)電動(dòng)叉車，并著重考慮將他們較新型號(hào)的叉車由液壓轉(zhuǎn)向系統(tǒng)轉(zhuǎn)換為線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，或者正在進(jìn)行這樣的轉(zhuǎn)換，用以豐富自己的產(chǎn)品，提升自己的技術(shù)，贏得市場(chǎng)份額。
一、交流驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)
交流驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)是20世紀(jì)90年代發(fā)展起來(lái)的新技術(shù)。其原理是：將三相交流電輸送給固定的定子繞組，產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)的磁場(chǎng)感應(yīng)閉合的轉(zhuǎn)子繞組產(chǎn)生電流，轉(zhuǎn)子在電磁力的作用下順著旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)動(dòng)方向旋轉(zhuǎn)。
與直流驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)相比，交流驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的主要特點(diǎn)如下：
1. 效率高、速度快。交流驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的電機(jī)控制器采用矢量控制的變頻調(diào)速方式，這是交流電動(dòng)機(jī)最為突出的優(yōu)勢(shì)，既沒(méi)有碳刷，也沒(méi)有直流電動(dòng)機(jī)通常對(duì)最大電流方面的限制，這意味著電動(dòng)機(jī)在實(shí)際使用中可以得到更多的能量和更大的制動(dòng)扭力，進(jìn)而能以更快的速度運(yùn)轉(zhuǎn)。
2. 維護(hù)成本幾乎為零。交流電動(dòng)機(jī)的熱量主要發(fā)生在電動(dòng)機(jī)外殼部分的定子線圈，便于冷卻與散熱。因此，交流電動(dòng)機(jī)比直流電動(dòng)機(jī)所需元件數(shù)量大大減少，沒(méi)有需要定期更換的易損件，幾乎不用維護(hù)，更高效耐用。
3. 轉(zhuǎn)速設(shè)計(jì)更為科學(xué)。交流驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)調(diào)速范圍寬，而且能實(shí)現(xiàn)低速恒轉(zhuǎn)矩、高速恒功率運(yùn)轉(zhuǎn)，很好地滿足了電動(dòng)車輛實(shí)際行駛所需的轉(zhuǎn)速特性。
隨著半導(dǎo)體技術(shù)的突飛猛進(jìn)，以及電子元件價(jià)格的不斷下跌，交流電機(jī)的控制能力大大增強(qiáng)，交流電機(jī)控制器硬件部分的成本也得以降低，從而為交流驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的大規(guī)模推廣應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。
丹納赫傳動(dòng)交流驅(qū)動(dòng)叉車全系統(tǒng)集成解決方案：
早在1996年，在電動(dòng)工業(yè)車輛（叉車及AGV）領(lǐng)域，丹納赫傳動(dòng)（Danaher Motion）公司率先推出了第一代用于牽引和提升的交流電機(jī)和驅(qū)動(dòng)器（48V），在低壓交流技術(shù)開(kāi)發(fā)領(lǐng)域處于領(lǐng)先位置，并以直交流變換技術(shù)領(lǐng)導(dǎo)著叉車市場(chǎng)。如今，丹納赫傳動(dòng)為全球前10名的叉車制造商提供領(lǐng)先的交流驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。
丹納赫傳動(dòng)的交流驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)產(chǎn)品是基于CANopen總線的系統(tǒng)，主要由車輛控制器、電機(jī)速度控制器、動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、電機(jī)、用戶接口顯示裝置等組成。
車輛控制器是一種專為電動(dòng)車輛開(kāi)發(fā)的通用控制器，目前客戶使用的是第二代產(chǎn)品VMC20。VMC20基于Texas數(shù)字信號(hào)處理器來(lái)執(zhí)行CPU功能，由DC/DC、PWM、CAN等模塊組成，防護(hù)等級(jí)為IP54。最近，丹納赫傳動(dòng)的車輛控制器推出了新的第三代產(chǎn)品VMC30。VMC30基于先進(jìn)的嵌入式控制的處理器內(nèi)核，能夠擴(kuò)展CPU內(nèi)核。VMC30除了具有DC/DC、PWM、CAN等模塊之外，還包括電液控制、遠(yuǎn)程訪問(wèn)和USB接口，并增加了診斷功能，還可控制選項(xiàng)卡。它可進(jìn)行OEM編程，通過(guò)應(yīng)用開(kāi)發(fā)和維護(hù)進(jìn)行用戶控制，減少了設(shè)計(jì)和應(yīng)用編程時(shí)間，防護(hù)等級(jí)為IP65。
電機(jī)速度控制器（ACS）目前是丹納赫傳動(dòng)的第五代產(chǎn)品，但為了考慮客戶的制造（電動(dòng)叉車）的成本，丹納赫傳動(dòng)又開(kāi)發(fā)出了壓縮型產(chǎn)品ACC4807，該產(chǎn)品體積更小，但功能和品質(zhì)方面沒(méi)有變化，從而降低了客戶的成本。
二、線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)
目前，在叉車領(lǐng)域使用較為廣泛的是液壓轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，但是由于采用這一系統(tǒng)的叉車需要使用泵和軟管，故而存在以下缺陷：
1. 損耗大。采用液壓轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的叉車需要將液壓用液體輸送到用于將車輛轉(zhuǎn)向的電機(jī)，因此會(huì)產(chǎn)生大量損耗。例如，在不使用轉(zhuǎn)向系統(tǒng)時(shí)，仍需要提供使液壓泵運(yùn)轉(zhuǎn)的能量。
2. 成本高。軟管會(huì)占據(jù)很大空間，進(jìn)而增加了成本，降低了設(shè)計(jì)的靈活性。
3. 受限制。如果需要為改善和提高轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的安全性和生產(chǎn)率進(jìn)行設(shè)計(jì)，會(huì)比較困難并且昂貴。例如，在液壓轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中，要想改善轉(zhuǎn)向回正特性，必須改造底盤(pán)的機(jī)械結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)起來(lái)有一定困難。
與液壓轉(zhuǎn)向系統(tǒng)相比，線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)具有無(wú)可比擬的優(yōu)勢(shì)。
線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)由一個(gè)執(zhí)行器和一個(gè)驅(qū)動(dòng)器組成，可用于所有主要叉車類型。目前已存在用于載重 1-5.5 噸、功率超過(guò) 50 kW 的平衡式叉車的解決方案。主要特點(diǎn)如下：
1. 功耗低。由于只有在轉(zhuǎn)向系統(tǒng)工作時(shí)才使用電能，線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)消耗的功率比較低。
2. 成本低。線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)通常通過(guò)工業(yè)標(biāo)準(zhǔn) CANOpen 數(shù)據(jù)通訊協(xié)議進(jìn)行通訊。通過(guò)該協(xié)議，可將牽引驅(qū)動(dòng)器、線控制動(dòng)（brake-by-wire）、線控?fù)Q擋（shift-by-wire）、線控節(jié)氣門(mén)（throttle-by-wire）等各種車輛系統(tǒng)輕松集成，以便完美協(xié)同工作并通過(guò)共同控制線運(yùn)行，從而降低車輛布線成本和組裝成本。
3. 設(shè)計(jì)靈活。由于無(wú)需將軟管從車輪布置到轉(zhuǎn)向管柱，設(shè)計(jì)人員得到了很高的設(shè)計(jì)靈活性，同時(shí)降低了重量、節(jié)省了成本和空間。
4. 軟件優(yōu)勢(shì)。線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的一個(gè)很大優(yōu)點(diǎn)是能夠通過(guò)軟件編程來(lái)提供特殊功能，從而提高叉車的生產(chǎn)效率和安全性。
最具革新能力和技術(shù)最先進(jìn)的叉車廠商正在迅速將線控轉(zhuǎn)向技術(shù)集成到他們的新車輛設(shè)計(jì)中。Hyster R30XM2 和 Crown ESR 4500 都是可為用戶提供獨(dú)特能力的線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的叉車實(shí)例。
駕駛員在駕駛Hyster R30XM2 時(shí)，只需通過(guò)很小的腕部移動(dòng)使車輛轉(zhuǎn)向，從而降低了疲勞。駕駛員可舒適地在叉鏟或車架方向上駕駛叉車。一個(gè)可選的有線制導(dǎo)系統(tǒng)可與線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)集成在一起。采用線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)后，無(wú)需再提供很長(zhǎng)的液壓軟管，從而節(jié)省了成本、重量和空間，凸顯線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的優(yōu)越性。
Crown ESR 4500可提供 360 度轉(zhuǎn)向，駕駛員只需將車輪轉(zhuǎn)向相反方向就能夠?qū)⒁苿?dòng)方向掉轉(zhuǎn)。通過(guò)該系統(tǒng)，駕駛員可以選擇 180° 和 360° 旋轉(zhuǎn)以便與駕駛條件、經(jīng)驗(yàn)級(jí)別和個(gè)人偏好相符合。轉(zhuǎn)向靈敏度隨行進(jìn)速度成正比降低，從而降低持續(xù)校正的需要。這些措施以及其他改進(jìn)的結(jié)果是，ESR 4500 與同級(jí)別的叉車相比，每小時(shí)搬運(yùn)的貨盤(pán)數(shù)量增加了18%，而能量消耗降低了13%。
三、交流驅(qū)動(dòng)叉車的優(yōu)勢(shì)
與采用直流驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)相比，采用交流驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的叉車的整體性能顯著提高，叉車單位時(shí)間的生產(chǎn)率更高，操作及維護(hù)成本更低，將給用戶帶來(lái)非常顯著的效益。其優(yōu)勢(shì)主要體現(xiàn)在以下方面：
1. 生產(chǎn)效率提高
交流電機(jī)最高轉(zhuǎn)速比直流電機(jī)提高很多，動(dòng)力更強(qiáng)勁。而且，交流電機(jī)可以將獲得的再生能量回饋給蓄電池，既延長(zhǎng)了電池的使用時(shí)間，又可以將這些能量用于提高叉車的整體性能。其結(jié)果是叉車在行駛中啟動(dòng)更快，加速/減速性能大大提高，縮短了達(dá)到最高速度的時(shí)間與行走距離。
2. 運(yùn)行與維護(hù)成本降低
采用再生制動(dòng)，降低運(yùn)行成本
再生制動(dòng)是一種非接觸性制動(dòng)，比傳統(tǒng)的制動(dòng)系統(tǒng)大大簡(jiǎn)化。不論駕駛者通過(guò)踩剎車踏板剎車，還是轉(zhuǎn)換行駛方向剎車，電動(dòng)機(jī)均會(huì)處于發(fā)電機(jī)狀態(tài)，其電磁轉(zhuǎn)矩將成為制動(dòng)性質(zhì)的轉(zhuǎn)矩。這意味著剎車片的磨損降至最低。而機(jī)械磨損大大下降，也就減少了叉車維護(hù)費(fèi)用，使運(yùn)行成本更低。
交流電機(jī)終生免維護(hù)
交流電機(jī)無(wú)需換向接觸器（前進(jìn)、后退換向）、無(wú)碳刷和換向器，體積更加輕便小巧，運(yùn)轉(zhuǎn)速度更快，而且徹底擺脫了定期檢測(cè)和更換碳刷的麻煩。由此帶來(lái)的最大好處是：叉車電機(jī)幾乎終生不需要維護(hù)，極大地增強(qiáng)了叉車的可靠性與穩(wěn)定性。
3. 易于編程，控制能力大大增強(qiáng)
隨著半導(dǎo)體技術(shù)的飛速發(fā)展，變頻調(diào)速技術(shù)取得了突破性發(fā)展，可以實(shí)時(shí)控制交流電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)，使交流電機(jī)的控制能力大大增強(qiáng)，獲得了同直流電機(jī)一樣的調(diào)速性能。交流驅(qū)動(dòng)采用速度力矩控制，控制的靈敏度提高，從而帶來(lái)叉車操作效率提高；采用加速踏板釋放制動(dòng)功能（即叉車行走時(shí)油門(mén)稍一松，再生制動(dòng)就起作用），前進(jìn)過(guò)程中換向?yàn)榈管嚂r(shí)可以平穩(wěn)過(guò)渡，提高了叉車的穩(wěn)定性與可靠性。
4. 叉車操作更加舒適
交流驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)在提高叉車駕駛員操作舒適度方面所起到的作用與眾不同。由于交流電機(jī)比直流電機(jī)小巧輕便，也使得叉車的設(shè)計(jì)相對(duì)更靈活。
總之，交流驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)作為叉車領(lǐng)域更新?lián)Q代的革命性技術(shù)，對(duì)叉車企業(yè)的技術(shù)水平、產(chǎn)品銷量、市場(chǎng)份額、利潤(rùn)乃至創(chuàng)新形象等都會(huì)產(chǎn)生一定的影響，必將得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。畢竟，未來(lái)的競(jìng)爭(zhēng)將更多地體現(xiàn)為技術(shù)的較量。誰(shuí)掌握了新技術(shù)，誰(shuí)就能在未來(lái)的市場(chǎng)中贏得更多優(yōu)勢(shì)，占領(lǐng)更為有利的位置。
關(guān)于丹納赫傳動(dòng)
丹納赫傳動(dòng)是全球領(lǐng)先的運(yùn)動(dòng)控制解決方案提供商，致力于不斷幫助全球原始設(shè)備制造商（OEM）制造更優(yōu)質(zhì)、更高速的機(jī)器設(shè)備。丹納赫傳動(dòng)的產(chǎn)品廣泛運(yùn)用于航空、醫(yī)療、機(jī)器人、半導(dǎo)體、電動(dòng)車輛和包裝等工業(yè)部門(mén)，能夠大幅提高這些技術(shù)應(yīng)用復(fù)雜且要求嚴(yán)格的部門(mén)的效率和生產(chǎn)率。在過(guò)去60多年中，丹納赫傳動(dòng)的產(chǎn)品創(chuàng)新通過(guò)其用戶信賴的品牌一直在推動(dòng)著運(yùn)動(dòng)控制行業(yè)的不斷創(chuàng)新，旗下牌包括 Kollmorgen、Thomson和Dover等多個(gè)著名品牌。丹納赫傳動(dòng)是丹納赫公司（NYSE 交易代號(hào)：DHR）的戰(zhàn)略平臺(tái)之一。了解詳情，請(qǐng)瀏覽 。
